[发明专利]一种直流系统绝缘电阻监测电路、系统及方法

权利要求书

1.一种直流系统绝缘电阻监测电路，其特征在于：包括：升压电路、监测电路和电压值采样电路；

所述升压电路，其包括第一升压器T1和第二升压器T2；

所述监测电路，其包括第一继电器触点S1、第二继电器触点S2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；

所述第一继电器触点S1一端与电池包装置的正极连接，另一端依次与第一电阻R1、第三电阻R3、第五电阻R5和第七电阻R7连接，并通过第二继电器触点S2与电池包装置的负极连接；所述第一继电器S1与第一电阻R1的连接点接第一二极管D1的负极，第二继电器S1与第七电阻R1的连接点接第二二极管D2的正极，第一二极管D1的正极与第二电阻R2、第四电阻R4、第六电阻R5、第八电阻R8、第二二极管D2的负极依次连接；所述第四电阻R4和第六电阻R6的连接点接地，第三电阻R3与第五电阻R5的连接点接地；

所述电压值采样电路分别用于对第三电阻R3、第五电阻R5、第四电阻R4和第六电阻R6两端电压进行采集；

所述第一升压器T1的输入端接收PWM波，输出端并联在第二电阻R2的两端；

所述第二升压器T2的输入端接收PWM波，输出端并联在第八电阻R8的两端。

2.根据权利要求1所述直流系统绝缘电阻监测电路，其特征在于：所述电压值采样电路上设有滤波电路，用于消除直流电压中的杂波。

3.根据权利要求1所述直流系统绝缘电阻监测电路，其特征在于：所述第一电阻R1和第七电阻R7的大小在45MΩ～55MΩ之间，所述第三电阻R3和第五电阻R5的大小在4.7KΩ～10KΩ之间。

4.一种直流系统绝缘电阻监测系统，其特征在于：包括电池包装置、绝缘监测装置、MCU处理器、电池管理系统和整车控制器；

所述绝缘监测装置用于对电池包装置的绝缘电阻进行监测；

所述MCU处理器分别于电池管理系统和绝缘监测装置连接，用于接收电池管理系统的指令，并将绝缘监测装置所监测的绝缘电阻的阻值大小发送至电池管理系统；

所述整车控制器与所述电池管理系统连接，用于接收电池管理系统所监测的绝缘电阻的阻值，并根据绝缘电阻的阻值大小发出警告；

所述绝缘监测装置内设有直流系统绝缘电阻监测电路，所述绝缘电阻监测电路包括：升压电路、监测电路和电压值采样电路；

所述升压电路，其包括第一升压器T1和第二升压器T2；

所述监测电路，其包括第一继电器触点S1、第二继电器触点S2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；

所述第一继电器触点S1一端与电池包装置的正极连接，另一端依次与第一电阻R1、第三电阻R3、第五电阻R5和第七电阻R7连接，并通过第二继电器触点S2与电池包装置的负极连接；所述第一继电器触点S1另一端同时与第一二极管D1的负极连接，该第一二极管D3的正极依次与第二电阻R2、第四电阻R4、第六电阻R5、第八电阻R8连接，该第八电阻R8的另一端与第二二极管D2的负极连接，该第二二极管D2的正极通过第二继电器触点S2与电池包装置的负极连接；所述第四电阻R4和第六电阻R6相互连接的一端接地，所述第三电阻R3与第五电阻R5相互连接的一端接地；

所述电压值采样电路分别用于对第三电阻R3、第五电阻R5、第四电阻R4和第六电阻R6两端电压进行采集；

所述第一升压器T1的输入端接收PWM波，输出端并联在第二电阻R2的两端；

所述第二升压器T2的输入端接收PWM波，输出端并联在第八电阻R8的两端。

5.根据权利要求4所述直流系统绝缘电阻监测系统，其特征在于：所述第一电阻R1和第七电阻R7的大小在45MΩ～55MΩ之间，所述第三电阻R3和第五电阻R5的大小在4.7KΩ～10KΩ之间。

6.根据权利要求4所述直流系统绝缘电阻监测系统，其特征在于：所述电压值采样电路上设有滤波电路，用于消除直流电压中的杂波。

7.一种应用如权利要求3所述直流系统绝缘电阻监测系统的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：接收监测命令，闭合继电器S1、S2，MCU控制器不给PWM信号，升压电路不工作；

步骤S2：对第三电阻R3、第五电阻R5的电压进行采样，计算直流系统正、负母线对地绝缘电阻上的电压U₊、U_-和直流系统总电压U＝U₊+U_-，则正、负母线对地绝缘电阻所分得的直流母线总电压的分压比N＝U_-/U₊＝R_n/R_p；

S3：当R_n>R_p，且U、U₊和U_-处于预先设定的范围内，断开所述分压比较大一侧的负端继电器S2，MCU给升压电路PWM信号，通过第一升压器T1在第二电阻R2两端产生一个直流电压信号；若U或U₊或U_-处于预定的范围外，发出报警信号，跳至步骤S6；

当R_n＜R_p，且U、U₊和U_-处于预先设定的范围内，断开所述分压比较大一侧的负端继电器S1，MCU控制器给升压电路PWM信号，通过第一升压器T2在第八电阻R8两端产生一个直流电压信号；若U或U₊或U_-处于预定的范围外，发出报警信号，跳至步骤S6；

S4：当R_n>R_p，通过在第四电阻R4采样得到的电压U_cc，计算通过第一升压器T1注入直流电流的大小，同时再对第三电阻R3的电压进行采样，计算出在正端升压电路工作时，正母线对地绝缘电阻上所分得的电压U₊′和对地绝缘电阻的阻值R_p；

其中，U₊′/R_p＝U_cc/R₄+(U－U₊′)/R_n，结合分压比等式，可得

Rp=(1+1N)R4·U+′Ucc-R4·UNUcc;]]>

当R_n＜R_p，通过在第六电阻R6采样得到的电压U_cc，计算通过第一升压器T2注入直流电流的大小，同时再对第五电阻R5的电压进行采样，计算出在正端升压电路工作时，正母线对地绝缘电阻上所分得的电压U_-′和对地绝缘电阻的阻值R_n；

其中，U_-′/R_n＝U_cc/R₆+(U－U_-′)/R_p，结合分压比等式，可得

Rn=(1+N)R6·U-′-NUR6Ucc;]]>

S5：当R_n>R_p，根据分压比N计算负母线对地绝缘电阻的阻值R_n，若R_p、R_n两者或之一小于预先设定的规定值，则发出报警信号；

当R_n＜R_p，根据分压比N计算负母线对地绝缘电阻的阻值R_p，若R_p、R_n两者或之一小于预先设定的规定值，则发出报警信号；

S6：关断继电器S1、S2，MCU控制器不给PWM信号，升压电路不工作，等待下一次监测命令。